□北京城建十六公司
马铨斌 沈柏昆 崔仁杰
一、简介
丰台区长辛店镇张家坟棚户区改造安置房建设项目位于长辛店镇张家坟村，建筑面积 362378.6㎡，其中住宅26栋、配套楼10座、地下车库4个。地下车库为两层，基础形式为筏板+柱墩天然基础。结构体系为板柱-抗震墙结构，层高3.600m，覆土深度约3m。地下二层局部为人防工程；住宅采用装配式结构，地下2层、地上10-15层，钢筋混凝土结构预制率大于40%，预制装配率大于50%；配套楼为框架结构。结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为8度。本工程大量结构混凝土施工需要在冬施期间完成，且施工作业面分散，流水段面积大，测温、养护难度大。
二、案例背景
该棚户区改造项目体量大、工期紧、任务重。为保证施工进度，大量结构施工需要在冬施期间完成。而混凝土施工作为冬施最重要的施工分项之一，其施工质量对结构优劣有着举足轻重的影响。混凝土测温作为冬期施工混凝土质量管控和检查的主要措施，测温的及时性、准确性都直接影响着对混凝土质量的判断。本项目通过创新技术，采用混凝土温度智能监控技术，对混凝土进行实时测温，精准控制混凝土养护时间，随时根据其内部温度增加或减少保温措施，最大限度保证了冬施混凝土的质量。
2021年冬施期间，本工程共浇筑混凝土641段，温度采集器同一养护期间最多使用36个。项目管理人员在混凝土浇筑、养护过程中，实时查看每个流水段、每个测温元件的混凝土内部温度变化，根据实时温度变化曲线，精细化管理混凝土养护时间，精细化管理保温材料的周转使用，节约了项目成本。冬施期间所有混凝土回弹强度均满足设计要求。项目总结应用经验，申报了北京城建集团科技进步奖。
三、主要做法
3.1混凝土智能测温设备工作原理
监控系统设备主要为温度采集器和网关接收器。其中温度采集器为单点测温型，采用433MHz射频通讯技术网络，连接测温线后将采集温度数据发送至网关接收器，传输距离在空旷场地约为500m，测温范围为-30～125℃，测温精度为±0.3℃，监测频率在6秒至6万秒范围可调，供电方式为内置电池，按每10分钟上传一次监测数据，可续航5年；网关接收器最多可接收100路无线温度采集器数据，收到数据后通过4G网络上传至云端服务器，通过手机、计算机查看实时数据和温度曲线，供电方式为外接电源。
3.2 混凝土智能测温设备工程应用
3.2.1 设备安装
根据温度采集器和网关接收器的产品特点，结合施工现场冬施部位，选择将网关接收器安装在现场塔吊驾驶室外，通过塔吊配电箱供电，能够覆盖接收现场所有温度采集器的数据，安装后测试主机的4G网络信号正常。温度采集器安装在测温点附近的竖向钢筋或操作脚手架上，通过测温线伸入混凝土内进行测温，保证信号发送无遮挡、安装位置不影响后续施工，安装完成后开机测试监测数据正常，并记录测温点对应的设备编号。根据项目冬季施工进度计划，共配备40个信号温度采集器和700根测温线。
网关接收器
温度采集器
3.2.2 设备使用条件
①网关接收器与温度采集器间距小于500m，且二者间无信号遮挡、干扰；
②测温期间，网关接收器通过塔吊外电源，保持常开状态；
③温度采集器固定牢固，安装位置不影响后续施工。
3.2.3测温点布置
根据《建筑工程冬期施工规程》（JGJ/T104）中对养护温度测量方法的要求，绘制测温点布置图并逐一编号，测温点选择在温度变化大、升温效果低、容易散失热量的部位。本项目冬施期间混凝土施工涉及基础筏板、地下室内外墙、顶板、装配式竖向约束边缘构件、叠合板现浇层等部位。针对现浇结构及装配式结构特点，分别在基础筏板、内外剪力墙、叠合板现浇层、现浇板、现浇梁、竖向结构约束边缘构件等部位设置测温点。
在每一个流水段钢筋验收合格后、混凝土浇筑前，按照冬施要求的测温点个数，根据测温平面布置图，用绑丝将测温线和温度采集器固定于钢筋上，温度采集器底部与测温线相连，保证测温线末端的测温原件测量位置处于混凝土结构表面下20mm处，并避免测温元件与钢筋接触，影响测温数据。
现场温度采集器安装
3.2.4测温频率
为达到对混凝土温度实时监测和精确测温的要求，本工程冬期施工混凝土温度监测频率为10分钟/次。监测时间从该部位混凝土浇筑前开始至混凝土温度低于0℃为止，过程中实时监测混凝土温度变化情况，监测结束后导出并保存该部位的温度曲线数据，将温度采集器回收并安装新测温线周转至下一流水段使用。经实际测温表明，每个流水段平均养护周期为3-5天，
3.2.5测温情况记录
本工程冬施期间共浇筑混凝土641段，温度采集器同一养护期间最多使用36个，项目部管理人员可在混凝土浇筑、养护过程中实时查看每个流水段、每个测温元件的混凝土内部温度变化。2021年11月—12月上旬，白天室外平均温度为6℃—9℃，夜间室外平均温度-4℃—2℃。期间浇筑的混凝土，项目部采取覆盖一层保温被的措施进行混凝土保温养护，经移动端查看混凝土内部温度为正温，且温度变化曲线先升后降，具有连续性，混凝土温度变化情况合理，保温措施满足混凝土养护要求。2022年1月1日—3日，白天室外温度为-4℃，夜间室外温度为-10℃。本项目C区地下车库11段负一层顶板于2021年12月23日浇筑完毕，顶板面积743.06㎡，经移动端查看该流水段混凝土温度一段时间内整体偏低，存在夜间受冻风险，项目部立即采取增加一层保温覆盖措施，保温被搭接严密，压实盖牢，避免混凝土表面温度过低，并随时关注混凝土内部温度变化。经夜间查看，该流水段混凝土内部温度为正温，混凝土内部温度变化稳定，混凝土未受冻。项目部对冬施期间混凝土进行强度检测，所有冬施混凝土强度均满足设计图纸要求。
四、经验启示
通过应用混凝土温度智能监控技术，测温可在混凝土浇筑过程中实时查看，准确测量混凝土入模温度，实时查看混凝土内部温度变化，混凝土养护过程中无需再安排人员现场测温，保证测温数据真实、准确，节省了大量人力。根据实时温度变化曲线，精细化管理拆模时间、拆模温度，并能及时采取增加保温覆盖、增加升温措施等方式，防止混凝土失温过大、温度过低。通过精准掌握混凝土温度，能精细化管理保温材料的周转使用，最大程度减少了材料浪费。
混凝土温度智能监控技术的注意事项：①在混凝土浇筑前进行发射器布设，按照冬施要求的测温点平面布置图，用绑丝将测温线和发射器固定于钢筋上，布点完成后仔细调试各发射器，发现损坏及时更换。②提醒混凝土作业人员在混凝土浇筑振捣时尽量避开温度传感器，采取有效措施保护传感器，同时要保护测温线，避免将其拉断。③一个流水段测温结束后，立即安排专人将发射器关闭、收回，并周转到下一个流水段使用。
通过采用混凝土温度智能监控技术，弥补了传统人工测温的缺陷，可以实时、准确的掌握混凝土内部温度变化，实现了冬施混凝土温度监测、分析、预警的智能化。相比于传统测温，可节省大量成本，且数据真实准确，为冬施期间混凝土施工质量控制提供了有力保障。该混凝土温度智能监控设备主要为发射器和网关接收器，结构形式简单、操作方便，且信号强大、覆盖范围广、测量精度高，对冬施混凝土测温有良好的效果，可在更广泛的工程中应用。
